[发明专利]一种耐低温型剪切增稠液体的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐低温型剪切增稠液体的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：(1)在25～55℃的温度下，将300～480份的带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子加入到100～250份的分散介质中，并加入2份聚四氟乙烯粉末，使用螺带式搅拌器以800r/min的转速进行搅拌，分散30～80分钟，得到均匀的分散液；(2)然后将步骤(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃温度下静置5～15小时，得到耐低温效果显著的剪切增稠液体；各原料以质量份数计。本发明解决了低温下正常剪切增稠液体由于冰冻而失效的难题，在剪切增稠液体制备的柔性防护材料的适用范围和使用条件方面取得了很大的突破。

技术领域

本发明涉及耐低温材料技术领域，尤其是涉及一种利用微纳米球形二氧化硅粒子制备耐低温型剪切增稠液体的方法及其应用。

背景技术

剪切增稠液是一种在一般情况下呈现液体或分散胶体的状态，当受到超过某一临界剪切或者冲击作用时，其粘度迅速上升，呈现出固体一般的抵抗能力。当外力撤销后，剪切增稠液又恢复原来的状态，这是一种可逆的非牛顿流体行为。独特的剪切增稠特性使得STF广泛应用于各类防护材料。由于防护材料经常在恶劣的低温环境下使用，而目前剪切增稠液体在低温环境下会冻结，导致剪切增稠行为失效，这大大限制了剪切增稠液体的使用范围。因此研究与开发一种在-35℃～-30℃的条件下仍然具有剪切增稠行为的剪切增稠液体是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种耐低温型剪切增稠液的制备方法与应用。本发明方法具有工艺简便，生产成本低廉等优点，更重要的是解决了低温下正常剪切增稠液体由于冰冻而失效的难题，在剪切增稠液体制备的柔性防护材料的适用范围和使用条件方面取得了很大的突破。

本发明的技术方案如下：

一种耐低温型剪切增稠液体的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：

(1)在25～55℃的温度下，将300～480份的带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子加入到100～250份的分散介质中，并加入2份聚四氟乙烯粉末，使用螺带式搅拌器以800r/min的转速进行搅拌，分散30～80分钟，得到均匀的分散液；

(2)然后将步骤(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃温度下静置5～15小时，得到耐低温效果显著的剪切增稠液体；各原料以质量份数计。

所述带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子的制备方法为：取SiO₂粒子于1000mL四口瓶中，加入无水甲苯和3-氨丙基三甲氧基硅烷超声混合30min后，110℃冷凝回流，磁力搅拌24h；反应结束之后，再依次用去离子水、乙醇、丙酮反复洗涤；然后50℃真空干燥即可得所述带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子。

所述SiO₂、无水甲苯、3-胺丙基三氧甲基硅烷的质量比为300～480:0.22:0.005。

所述带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子的粒径为10nm～10μm。

所述的分散介质为带负电荷的具有良好温敏性的耐低温、隔热的聚合物。

所述分散介质为含有0.01％的阴离子表面活性剂AS-1，分子量为2000～8000的聚醚多元醇和硅油的混合物；其中聚醚多元醇与硅油的质量比为4～1:1。

一种所述耐低温型剪切增稠液体的用途，所述耐低温型剪切增稠液体可用于柔性轻质防护材料的制备，并且该防护材料可应用在-35℃～-30℃温度环境下。

所述耐低温型剪切增稠液体可通过手糊成型技术、真空浸轧、喷涂或塑封技术对纤维织物进行复合。

本发明有益的技术效果在于：